Enhancing nutritional value through semi-solid fermentation of quinoa and mango–orange juice: a sustainable approach to food processing

Abstract

This research explores the semi-solid fermentation (SSF) of quinoa (Chenopodium quinoa wild) in combination with mango–orange (Mangifera indica–Citrus sinensis) juice as a sustainable and innovative approach to food processing. Quinoa, renowned for its rich nutritional profile, presents challenges due to the presence of antinutrients that can inhibit nutrient absorption. By employing lactic acid bacteria (LAB) from kefir in the fermentation process, this study aims to enhance the bioavailability of essential nutrients while concurrently reducing the levels of antinutritional factors. The results indicate that fermentation leads to a significant increase in protein content, phytosterols, and antioxidant properties, while facilitating the conversion of bound phenolic compounds into more bioavailable forms. The incorporation of mango–orange juice enriched the nutritional profile of the product but lowered the pH, inhibiting microbial growth and necessitating a pH regulator to improve fermentation. Overall, this work contributes to the development of a probiotic-rich, functional beverage that not only supports food security but also aligns with sustainable food practices and promotes the nutritional health of populations where quinoa is a dietary staple. Further investigations will focus on optimizing fermentation conditions and exploring additional quinoa varieties to enhance product quality and health benefits.

Esta investigación explora la fermentación semisólida (FES) de quinua (Chenopodium quinoa wild) en combinación con jugo de mango y naranja (Mangifera indica–Citrus sinensis) como un enfoque sostenible e innovador para el procesamiento de alimentos. La quinua, reconocida por su rico perfil nutricional, presenta desafíos debido a la presencia de antinutrientes que pueden inhibir su absorción. Mediante el uso de bacterias ácido lácticas (BAL) del kéfir en el proceso de fermentación, este estudio busca mejorar la biodisponibilidad de nutrientes esenciales y, al mismo tiempo, reducir los niveles de factores antinutricionales. Los resultados indican que la fermentación produce un aumento significativo del contenido proteico, fitoesteroles y propiedades antioxidantes, a la vez que facilita la conversión de compuestos fenólicos ligados en formas más biodisponibles. La incorporación de jugo de mango y naranja enriqueció el perfil nutricional del producto, pero redujo el pH, inhibiendo el crecimiento microbiano y requiriendo un regulador de pH para mejorar la fermentación. En general, este trabajo contribuye al desarrollo de una bebida funcional rica en probióticos que no solo contribuye a la seguridad alimentaria, sino que también se alinea con prácticas alimentarias sostenibles y promueve la salud nutricional de las poblaciones donde la quinua es un alimento básico. Las investigaciones futuras se centrarán en optimizar las condiciones de fermentación y explorar nuevas variedades de quinua para mejorar la calidad del producto y sus beneficios para la salud.